具有精密驱动机构的振动平台制造技术

一种精密驱动技术领域的具有精密驱动机构的振动平台，包括：支撑架、设置于支撑架内的至少一个驱动机构及与之相连接的振动平台；所述驱动机构包括：由下而上依次设置的驱动器、驱动器输出杆和驱动位移放大机构以及分别设置于驱动位移放大机构和驱动器输出杆上的放大位移输出端杆和直接位移输出端杆。本发明专利技术基于智能材料伸缩变形产生直接位移驱动振动，是一种结构简单、可靠性和驱动效率高、振幅精确可控，可实现尤为纳米到若干毫米的宽幅，以及可实现从准静态到高频的宽频并具有大负载振动能力的平台。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及的是一种精密驱动
的装置，具体是一种具有精密驱动机构的振动平台。
技术介绍
近些年来，由于微纳米器件和超精密制造领域技术的发展，迫切需要一种用于微纳米及扰振动主动控制振动平台，用于解决微纳米器件和超精密加工过程中的微振动问题。目前由于振动设备主要由液压、气动、电磁以及机械振动方式来实现。这些振动设备 由于是由液压、气动和机械类振动行为来实现，其振动驱动实现组成环节多，多部件传动间隙，每个部件的尺寸精度误差等，使这类部件在驱动的实现上不可能实现微纳米振幅的振动性能,因此不可能制成微纳米级振动主动控制振动平台。经过对现有技术的检索发现，中国专利号200520036395，授权公开日2007年01月24日公开了“一种振动台”，该技术包括振动电机、振动台面和弹簧，振动电机安装于台架与振动台面之间，弹簧架设于台架与振动台面之间，振动台面上开设多个螺丝定位孔等。这种振动台对于非精密大振幅位移振动简单可靠，但对于微纳米精度振动不可能实现，因为其振源，即振动电机自身不可能产生微纳米及振动。所以，基于传统方式的振动设备要实现微纳米量级振动设备难以实现。
技术实现思路
本专利技术针对现有技术存在的上述不足，提供一种具有精密驱动机构的振动平台，基于智能材料伸缩变形产生直接位移驱动振动，是一种结构简单、可靠性和驱动效率高、振幅精确可控，可实现由纳米到若干毫米的宽幅，以及可实现从准静态到高频的宽频并具有大负载振动能力的平台。本专利技术是通过以下技术方案实现的。—种具有精密驱动机构的振动平台，包括支撑架，设置于支撑架内的至少一个驱动机构及与之相连接的振动平台；所述驱动机构包括由下而上依次设置的驱动器、驱动器输出杆和驱动位移放大机构以及分别设置于驱动位移放大机构和驱动器输出杆上的放大位移输出端杆和直接位移输出端杆。所述驱动器和驱动器输出杆之间设有压电式拉压力传感器。所述振动平台包括驱动平台、弹性支撑体、驱动平台导向柱、电磁控卡紧释放机构，其中，驱动平台导向柱、弹性支撑体和驱动平台依次设置于支撑架的顶部，驱动平台分别与驱动平台导向柱、放大位移输出端杆和直接位移输出端杆相连接，电磁控卡紧释放机构位于驱动平台内并卡接于放大位移输出端杆和直接位移输出端杆外部。所述电磁控卡紧释放机构包括镜像设置的偶数个梯形空穴及其对应的电磁线圈和钢球，其中，偶数个梯形空穴对称设置于位于驱动平台内且位于放大位移输出端杆或直接位移输出端杆的外围，电磁线圈对应设置于梯形空穴的上底边或下底边以及两空穴之间，钢球活动设置于梯形空穴内。所述梯形空穴的上底边的宽度大于钢球和输出杆直径之和，下底边的宽度小于钢球和输出杆直径之和。所述驱动位移放大机构为机械放大结构或液压放大结构，其中所述机械放大结构为分别与放大位移输出端杆和驱动器输出杆铰接的杠杆或杠杆组，所述杠杆或杠杆组的输入力臂小于输出力臂；所述液压放大结构为分别与放大位移输出端杆和驱动器输出杆铰接的液压泵，所 述液压泵的输入压强面积大于输出压强面积。对于本专利技术所提出的具有精密驱动机构的振动平台，还可以是这样若干具有精密驱动机构的振动平台组合使用，而驱动一个多支点、多自由度运动的大平台。包括大平台，十字铰链，大直线轴承，总体框架，球形铰链以及球形铰链顶杆。其中若干个放大位移输出端杆或直接位移输出端杆穿过总体框架与对应的十字铰链固连。十字铰链再与大平台固连。放大位移输出端杆或直接位移输出端杆和总体框架之间可安装大直线轴承。大平台下端面中心位置安装球形铰链，球形铰链顶杆穿过安装在总体框架上的大直线轴承。与现有技术相比，本力控型电磁永磁复合激励振动台具有以下优点I.实现了微纳米和毫米以上级的组合振动振动台；容易实现大振幅驱动；也容易实现微小振幅；振动位移精确可控。2、振动运动驱动均为直接驱动，机构简单，刚性好，可靠性好；3、驱动振动频率可完全由外部施加电信号控制，可实现准静态到高频的宽频振动；4、具有结构传感环节，振动驱动过程中施加在被测件上的驱动力可以被实施监测到，从而方便实现振动测试的闭环控制。5、方便组合实现多驱动组合多自由度驱动大振动台。该多自由度驱动可用于控制平台摆角方位。本专利技术的机构可用于研制要求产生宽频、宽幅、高精度振动驱动振动测试仪器和设备，广泛应用于各种振动测试或平台摆角方位控制领域。附图说明图I具有精密驱动机构的振动平台结构示意图；图2设有力传感器具有精密驱动机构的振动平台的结构示意图；图3电磁卡紧释放装置示意图；其中(a)和(b)分别为具有不同安装形式的梯形空穴的装置示意图；图4杠杆位移放大结构示意图；图5液压位移放大结构示意图；图6驱动放大一体化驱动结构示意图7驱动放大一体化驱动结构作为驱动器安装在具有精密驱动机构的振动平台中的安装结构示意图；图8三个具有精密驱动机构的振动平台组合驱动三自由度大平台结构示意图；图9球形铰链连接结构关系示意图；图10十字铰链结构示意图。具体实施例方式下面对本专利技术的实施例作详细说明，本实施例在以本专利技术技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本专利技术的保护范围不限于下述的实施例。如图I所示，本实施例包括支撑架I、设置于支撑架I内的一个驱动机构2及与 之相连接的振动平台3。所述的驱动机构2为由下而上依次设置的驱动器4、驱动器输出杆5和驱动位移放大机构6以及分别设置于驱动位移放大机构6和驱动器输出杆5上的放大位移输出端杆7和直接位移输出端杆8。如图2所示，所述的驱动器4和驱动器输出杆5之间设有压电式拉压力传感器9 ；所述的振动平台3包括驱动平台10、弹性支撑体11、驱动平台导向柱12、电磁控卡紧释放机构13，其中驱动平台导向柱12、弹性支撑体11和驱动平台10依次设置于支撑架I的顶部，驱动平台10分别与驱动平台导向柱12、放大位移输出端杆7和直接位移输出端杆8相连接，电磁控卡紧释放机构13位于驱动平台10内并卡接于放大位移输出端杆7和直接位移输出端杆8外部。如图3 (a)和图3 (b)所示，所述的电磁控卡紧释放机构13包括镜像设置的偶数个梯形空穴14及其对应的电磁线圈15和钢球16，其中偶数个梯形空穴14对称设置于位于驱动平台10内且位于放大位移输出端杆7或直接位移输出端杆8的外围，电磁线圈15对应设置于梯形空穴14的上底边或下底边，钢球16活动设置于梯形空穴14内。所述的梯形空穴14的上底边的宽度大于钢球16的直径，下底边的宽度小于钢球16的直径。所述的驱动位移放大机构6为机械放大结构或液压放大结构，其中如图4所示，机械放大结构为分别与放大位移输出端杆7和驱动器输出杆5铰接的杠杆或杠杆组17，该杠杆组17的输入力臂小于输出力臂。如图5所示，液压放大结构为分别与放大位移输出端杆7和驱动器输出杆5铰接的液压泵18，该液压泵18的输入压强面积大于输出压强面积。本实施例的工作过程为本实施例的振动台，工作时驱动机构2由外部激励作用，使其中的驱动器4受到激励，驱动器4伸长，同时将该伸长位移由驱动器输出杆5输出，同时传递到驱动位移放大机构6进而有放大机构作用将该位移放大后传递到放大位移输出端杆7上，在此过程中驱动器输出杆5的输出位移还直接传递到刚性的直接位移输出端杆8上。之后，放大位移输出端杆7和直接位移输出端杆8穿过振动平台3中的电磁控卡紧释放机本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种具有精密驱动机构的振动平台，其特征在于，包括支撑架，设置于支撑架内的至少一个驱动机构及与之相连接的振动平台； 所述驱动机构包括由下而上依次设置的驱动器、驱动器输出杆和驱动位移放大机构以及分别设置于驱动位移放大机构和驱动器输出杆上的放大位移输出端杆和直接位移输出端杆。2.根据权利要求I所述的具有精密驱动机构的振动平台，其特征在于，所述驱动器和驱动器输出杆之间设有压电式拉压力传感器。3.根据权利要求I所述的具有精密驱动机构的振动平台，其特征在于，所述振动平台包括驱动平台、弹性支撑体、驱动平台导向柱、电磁控卡紧释放机构，其中，驱动平台导向柱、弹性支撑体和驱动平台依次设置于支撑架的顶部，驱动平台分别与驱动平台导向柱、放大位移输出端杆和直接位移输出端杆相连接，电磁控卡紧释放机构位于驱动平台内并卡接于放大位移输出端杆和直接位移输出端杆外部。4.根据权利要求3所述的具有精密驱动...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨斌堂，
申请(专利权)人：上海交通大学，
类型：发明
国别省市：